CN113272221B - 混合动力推进船的航行方法以及混合动力推进船 - Google Patents

Abstract

通过小型的马达(20)使螺旋桨旋转平稳地上升从而稳定地从马达推进切换为混合动力推进。混合动力推进船(1)具有主机(5)、马达(20)、滑动离合器(7)以及螺旋桨。关于螺旋桨的转速，与单独利用马达驱动所能够达到的第一转速相比，利用主机的怠速转速驱动而得到的第二转速更大。第一阶段：使离合器脱离，单独利用马达进行驱动以使螺旋桨成为第一转速以下。第二阶段：使离合器滑动来传递主机的动力以使螺旋桨上升至第二转速。第三阶段：通过离合器直连，单独利用主机或利用主机和马达这两方进行驱动以使螺旋桨成为第二转速以上。

Description

混合动力推进船的航行方法以及混合动力推进船

技术领域

本发明涉及一种通过主机和马达驱动螺旋桨的混合动力推进船及其航行方法，特别是涉及一种即使是小型的马达也能够使螺旋桨的转速平稳地上升从而稳定地进行从马达推进向混合动力推进的切换的混合动力推进船及其航行方法。

背景技术

以船舶中特别是如拖船这样的作业船为主要对象，主要从节能环保措施的角度出发，研究了通过主机和马达这两方对船舶进行推进的混合动力推进，并已投入实际使用。

在下述专利文献1中，公开了一种能够在马达推进与混合动力推进之间进行切换的船舶用推进装置的发明。在该船舶用推进装置中，利用增加率相对大的斜坡函数来控制马达推进中的电动发电机20的转速和混合动力推进中的主机的转速。在为了从马达推进切换为混合动力推进而使离合器7嵌合来使电动发电机20的转速与主机的转速同步地上升时，利用增加率相对小的斜坡函数来控制电动发电机20的转速和主机的转速。根据本发明，能够得到以下效果：离合器嵌合动作中的切换转速的上升平缓，转速停滞被消除从而能够进行连续且没有不协调感的动作模式的切换。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-132967号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1的图3中，示出了该文献记载的船舶用推进装置的混合动力推进中马达推进区域及混合动力推进区域中的螺旋桨转速与螺旋桨输出的关系。在使用定距螺旋桨的船舶中，驱动螺旋桨所需的输出大致与螺旋桨的转速的三次方成正比，因此所述图3所示的特性表示为右上升的三次方曲线，一般被称作船舶用三次方特性。

在上述专利文献1中公开的以往的混合动力推进船中，如所述图3所示，单独利用马达驱动螺旋桨直至该螺旋桨达到比与主机的怠速转速相当的螺旋桨转速大的切换转速，在比主机的怠速转速大的切换转速下使离合器嵌合来将主机的输出传递到螺旋桨，从而转变为利用主机和马达这两方驱动螺旋桨的混合动力推进。由于要像这样进行马达推进与混合动力推进的切换，因此要求马达和用于向其供给电力的电源具有能够以超过主机的怠速转速的速度驱动螺旋桨的水平的容量。

一般来说，在混合动力推进船中，使用频率变换装置(惯称为变频器inverter))进行马达的驱动和控制，但是当马达的输出变大时，马达和变频器的尺寸变大，会产生设置空间和设备费用增加的问题。在判断是否适合采用混合动力推进方式时，要完成混合动力方式相对于单独主机的推进方式降低燃料费用这样的优点与增加设备费用(初始成本)负担这样的缺点之间的比较，因此，不仅设备空间，设备费用也是与技术的本质相关的重要问题。

另外，作为船舶的混合动力推进的方式，存在以下手法：将电池用作混合动力系统的一部分，蓄积剩余的电力以在必要时用于驱动马达。但是，由于电池寿命有限这样的问题和管理、空间等的限制，需求方强烈希望不采用电池而是仅利用来自被船内设置的发电用发动机所驱动的发电机的电力对马达进行驱动。在该情况下，需要利用船内设置的发电机在供应了船内的各种电力需求之后剩余的电力来运转变频器和马达，因此产生希望使变频器和马达的容量较小的问题。

本发明以解决上述以往的问题点为目的，其目的在于提供一种即使是小型的马达也能够使螺旋桨的转速平稳地上升从而稳定地进行从马达推进向混合动力推进的切换的混合动力推进船及其航行方法。

用于解决问题的方案

第一发明所记载的混合动力推进船的航行方法如下：

一种混合动力推进船的航行方法，所述混合动力推进船具有：主机；马达；滑动离合器，所述主机与所述滑动离合器的输入侧连接；以及螺旋桨，其与所述滑动离合器的输出侧及所述马达连接，其中，通过所述主机和所述马达驱动所述螺旋桨，所述混合动力推进船的航行方法的特征在于，

当将在单独利用所述马达驱动所述螺旋桨时所能够达到的螺旋桨转速称为第一转速、将所述主机以怠速转速驱动所述螺旋桨时的螺旋桨转速称为第二转速的情况下，

使所述第一转速<所述第二转速，

所述混合动力推进船的航行方法包括以下步骤：

第一步骤，在所述滑动离合器脱离的状态下单独利用所述马达驱动所述螺旋桨以使螺旋桨转速成为所述第一转速以下；

第二步骤，使所述滑动离合器滑动来传递所述主机的动力，由此使螺旋桨转速超过所述第一转速而上升至所述第二转速；以及

第三步骤，在所述滑动离合器直连的状态下单独通过所述主机或通过所述主机和所述马达这两方驱动所述螺旋桨以使螺旋桨转速成为所述第二转速以上。

第二发明所记载的混合动力推进船的航行方法如下：根据第一发明所述的混合动力推进船的航行方法，其特征在于，

在所述第一步骤中，在将所述主机控制为怠速转速的状态或使所述主机停止的状态下，进行所述马达的转速的控制，

在所述第二步骤中，在将所述主机控制为怠速转速的状态下，进行所述滑动离合器的动力传递率的控制以及所述马达的转矩控制，

在所述第三步骤中，进行所述主机的转速的控制以及所述马达的转矩控制。

第三发明所记载的混合动力推进船的航行方法如下：根据第一发明或第二发明所述的混合动力推进船的航行方法，其特征在于，

所述混合动力推进船还具备发电用发动机以及被所述发电用发动机驱动从而向船内供给电力的发电机，

用于驱动所述马达的电力为能够从所述发电机供给的电力以下。

第四发明所记载的混合动力推进船具备：主机；马达；滑动离合器；所述主机与所述滑动离合器的输入侧连接；螺旋桨，其与所述滑动离合器的输出侧及所述马达连接；船操纵装置，其用于设定所述螺旋桨的目标转速；以及控制装置，其根据所述船操纵装置的设定来对所述滑动离合器、所述主机及所述马达进行控制，所述混合动力推进船的特征在于，

当将在单独利用所述马达驱动所述螺旋桨时所能够达到的螺旋桨转速称为第一转速、将所述主机以怠速转速驱动所述螺旋桨时的螺旋桨转速称为第二转速的情况下，所述第一转速<所述第二转速，

为了使螺旋桨转速与所述目标转速一致，所述控制装置进行以下控制：

在所述目标转速≤所述第一转速的情况下，使所述滑动离合器脱离，控制所述马达的转速，

在所述第一转速<所述目标转速<所述第二转速的情况下，控制所述马达的转矩并且控制所述滑动离合器的动力传递率，

在所述第二转速≤所述目标转速的情况下，控制所述马达的转矩，并且，使所述滑动离合器直连并进行所述主机的转速的控制。

此外，第四发明的发明中的船操纵装置除了包括手动操作的操作杆之外，还包括通过程序来自动设定目标转速的自动操纵装置等。

此外，本申请各发明的发明中的马达是指至少具备被电力驱动从而产生动力的功能的驱动源，也包括根据需要还能够再生能量的、还作为发电机发挥功能的电动发电机。另外，主机是指以柴油发动机为代表的内燃机。

发明的效果

根据第一发明所涉及的发明，首先，将在单独利用马达驱动螺旋桨时所能够达到的螺旋桨转速设定为低于主机以怠速转速驱动螺旋桨时的螺旋桨转速，因此，能够使马达以及对马达供给电力的变频器小型化、小容量化。在该情况下，在使离合器脱离的状态下驱动马达时的最大的螺旋桨转速(第一转速)与在使离合器直连的状态下驱动主机时的最小的螺旋桨转速(第二转速)之间产生差距，因此若保持这样则无法使螺旋桨的转速平稳地上升。因此，根据第一发明所涉及的发明，还使用能够在直连的状态与脱离的状态之间进行动力传递率的控制的滑动离合器来作为离合器，从而能够在第一步骤中通过马达使螺旋桨转速上升至上限，在第二步骤中使滑动离合器滑动来将主机的输出传递到螺旋桨，在第三步骤中使滑动离合器直连来通过主机的动力使螺旋桨转速上升。通过像这样具备将单独利用马达驱动的区域控制在低转速且利用滑动离合器的滑动来传递主机的驱动力的过程，在使马达以及向其供给电力的变频器小型化、小容量化的同时能够使转速流畅地上升。

根据第二发明所涉及的发明，通过按各步骤以规定的条件进行马达的控制、主机的转速的控制以及滑动离合器的动力传递率的控制，能够无缝地连续进行螺旋桨的转速的控制。此外，在第二步骤中，主机被调速器控制为怠速转速或与其相近的恒定的转速，但是随着滑动离合器的动力传递率的增加，通过调速器的工作来增加燃料的供给量，主机所产生的输出增加。另外，在第二步骤、第三步骤中，根据需要对马达进行转矩控制以辅助主机。

根据第三发明所涉及的发明，能够响应以下的市场期望：不采用寿命有限的电池，而是仅利用来自被发电用发动机驱动从而向船内供给电力的发电机的电力来进行马达的驱动。由于本发明中的变频器和马达被小型化、小容量化，因此完全能够利用船内设置的发电用发动机和发电机供应了船内的各种电力需求之后剩余的电力来运转本发明中的变频器和马达。

根据第四发明所涉及的发明，根据由船操纵装置设定的螺旋桨的目标转速的大小来进行控制内容的选择，由此能够使螺旋桨的转速与目标转速一致。并且，在此所说的“一致”不是指严格的一致，而是指以不妨碍操纵船的程度的水平达到目标转速。在船操纵者希望通过马达进行航行的情况下，如果通过船操纵装置将目标转速设定为第一转速以下，则使滑动离合器脱离而仅通过马达进行航行。若是船在海上航行，则螺旋桨的实际转速不是恒定的，而是根据船的加速/减速的状态、波浪和海流的状态发生变动，有时会暂时超过第一转速，但是即使在该情况下，也不进行向混合动力状态的转变而是继续通过马达进行航行。在通过船操纵装置将目标转速设定为超过第一转速且小于第二转速的情况下，对马达进行转矩控制并且控制滑动离合器的动力传递率，由此，即使在第一转速与第二转速之间的区域中，也能够使螺旋桨的转速与目标转速一致。在通过船操纵装置将目标转速设定为第二转速以上的情况下，使滑动离合器直连来控制主机的转速，从而能够进行以主机为主并且根据需要辅助性地使用马达的航行。

设本申请各发明的发明中的马达的控制方法除了包括主动地控制马达的转速或所产生的转矩的方法以外还包括使马达所产生的转矩为零的控制。在以使马达所产生的转矩为零的方式进行控制的情况下，由主机使螺旋桨旋转，马达成为随之一起旋转的状态。在该状态下，马达既不辅助主机，也不妨碍主机驱动螺旋桨。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的混合动力推进船的整体结构、特别是控制系统的结构的控制系统图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的混合动力推进船航行时的螺旋桨转速与螺旋桨输出的关系即船舶用三次方特性的图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的混合动力推进船航行时的螺旋桨的转速(纵轴)以及滑动离合器的传递率(纵轴)相对于时间(横轴)的变化的状态的图，部分(a)是表示马达的转速的上升的图表，部分(b)是表示主机的转速的上升的图表、部分(c)是表示滑动离合器的传递率的变化的图表。

具体实施方式

在图1中示出本实施方式的混合动力推进船1的结构及其控制系统。

如图1所示，实施方式的混合动力推进船1具备全向推进器(azimuth thruster)17作为推进装置。全向推进器17通过使水平的螺旋桨轴(未图示)和安装于螺旋桨轴的螺旋桨P以传递动力的垂直轴(未图示)为中心旋转来设定推进方向。全向推进器17具备收纳有与螺旋桨P连动的水平的输入轴和变向齿轮机构(未图示)的齿轮箱4。位于该齿轮箱4内的输入轴的一端经由滑动离合器7和动力计37来与主机5连结。另外，位于该齿轮箱4内的输入轴的另一端与电动发电机20(也称为马达20)连结。设置于螺旋桨P的驱动系统与主机5之间的滑动离合器7是能够通过由电子控制器50控制的电磁阀51的作用来在直连的状态与脱离的状态之间连续地改变动力传递率(以下称为传递率)的离合器。

图1所示的混合动力推进船1除了具有前述的主机5以外还具有发电用发动机22，利用该发电用发动机22驱动发电机23来进行发电，经由连接于发电机23的船内母线25向船内负载24和电动发电机20供给所需的电力。用于驱动马达的电力从连接于发电机23的船内母线25经过变压器26后被引导至双向变频器27，通过利用双向变频器27的转速控制或转矩控制，来将电动发电机20作为马达进行可变速控制。

如图1所示，在双向变频器27上连接有蓄电放电机构30，从而能够将来自发电机23的交流变换为直流后进行蓄电，并且，在电动发电机20作为发电机进行工作的情况下，也能够将从电动发电机20供给的交流变换为直流来进行蓄电。在将电动发电机20作为马达来驱动时，能够除了从被发电用发动机22驱动的发电机23供给电力以外还由蓄电放电机构30向电动发电机20供给电力，但是在由于某些原因而不能期待从发电机23供电的情况下，蓄电放电机构30也能够单独地向电动发电机20供给电力。另外，如图1中示出的那样，蓄电放电机构30在停泊时的接收陆地用电时也能够进行充电。此外，蓄电放电机构30并不是必要的，在不设置该蓄电放电机构30的情况下，使电动发电机20和双向变频器27的容量为发电用发动机22和发电机23所能够供给的电力以下。另外，设电动发电机20发出的电力由船内负载24消耗，在电力消耗不完的情况下，只要设置电阻器、通过电阻器将未消耗完的剩余的电力以热的形式来散出即可。

这样，混合动力推进船1具有主机5和电动发电机20作为驱动源，具备发电用发动机22和发电机23以及蓄电放电机构30作为电源，即使在主机5或者发电用发动机22中的任一个出现故障而无法运转的情况下，也能够利用能够运转的一方的机构来无障碍地航行。

如图1所示，在混合动力推进船1中，设置有能够由船操纵者手动设定螺旋桨P的目标转速的作为船操纵装置的操作杆35以及根据操作杆35的设定来进行滑动离合器7、主机5及电动发电机20的控制的作为控制装置的控制器40。

控制器40始终获取从船操纵者操作的操作杆35发送的操作杆指令信号、主机5的负载转矩信息和调速器转速信息、电动发电机20的M/G负载信息和M/G转速信息、表示滑动离合器7的传递率的离合器状态信号等。控制器40根据基于这些信息进行判断所得到的结果来向各机器发送控制信号，根据螺旋桨转速来进行主机5、电动发电机20、滑动离合器7的控制。即，根据控制器40，能够通过仅利用电动发电机20的推进(马达推进区域)、控制滑动离合器7的传递率来进行的利用主机5和电动发电机20的推进(滑动区域)、根据需要对主机5的输出追加地进行电动发电机20的辅助的混合动力推进(混合动力区域)中的某一个推进方式(控制区域)，来进行与螺旋桨转速对应的航行。

由船操纵者对操作杆35进行操作以指示螺旋桨P的目标转速，由此输出操作杆指令信号。作为主机5的转速信息，能够使用来自设置于主机5的调速器36的调速器转速信息。作为主机5的负载信息，能够使用来自设置于主机5的调速器36的调速器齿条位置信息或设置于主机5与滑动离合器7之间的动力计37输出的负载转矩信息。作为负载信息，只要有上面例示的两种信息中的至少一种即可，另外，只要是表示主机5的负载的信息即可，也可以是除此以外的信息。作为电动发电机20的负载信息，能够使用双向变频器27输出的M/G负载信息，作为电动发电机20的转速信息，能够使用双向变频器27输出的M/G转速信息。从滑动离合器7发送的离合器状态信号是基于使滑动离合器7工作的液压系统的液压来连续地示出滑动离合器7的从脱离状态(传递率0％)至嵌合状态(传递率100％)的传递率的信号。

控制器40基于以操作杆指令信号为代表的所述各信号或信息来进行运算、判断，并根据其结果在适当的时机向混合动力推进船1的各部输出以下说明的各种控制信号。首先，控制器40向双向变频器27输出电动机控制模式切换信号和变频器指令信号，该电动机控制模式切换信号将电动发电机20的控制模式设定为速度控制模式或转矩控制模式，该变频器指令信号用于以所选择的控制模式驱动电动发电机20。另外，控制器40向主机5的调速器36输出用于指示主机5的转速的调速器速度指令信号。另外，控制器40进行以下控制：在向电动发电机20和主机5提供与所输入的操作杆指令信号对应的转速指令时，根据处于与螺旋桨转速对应的三个控制区域、即马达推进区域、滑动区域以及混合动力区域中的哪一个控制区域的状态，来切换斜坡函数。另外，控制器40向电子控制器50提供离合器控制信号，该离合器控制信号使滑动离合器7的传递率随着与螺旋桨转速对应的斜坡函数的切换控制而从脱离状态(传递率0％)变化到嵌合状态(传递率100％)。电子控制器50控制使滑动离合器7工作的液压系统的电磁阀51来进行连续地改变滑动离合器7的传递率的控制。

参照图2和图3来说明与航行时的螺旋桨转速对应的三个推进方式(控制区域)中的控制器40的控制动作。

图2中示出了航行时的混合动力推进船1的螺旋桨转速(横轴)与螺旋桨输出(纵轴)的关系。如图2所示，在混合动力推进船1的航行方法中，将螺旋桨P的转速的范围以被称作第一转速和第二转速的两个基准值为边界分为马达推进区域、滑动区域、混合动力区域这三个区域。在此，第一转速是仅利用电动发电机20驱动螺旋桨P时所能够达到的螺旋桨转速，例如设为每分钟120转。第二转速为主机5以怠速转速驱动螺旋桨P时的螺旋桨转速，例如设为每分钟146转。这样，在本实施方式的混合动力推进船1中，电动发电机20所要求的作为马达的性能可以比达到主机5的怠速转速所要求的性能低，就上述例示的转速而言，可以每分钟小26转。因而，与通过马达所能够达到的螺旋桨转速大于主机处于怠速转速时的螺旋桨转速的以往(参照前述的专利文献1的图3)相比，在本实施方式的混合动力推进船1中，能够使电动发电机20和双向变频器27小型化、小容量化。

图3是表示本实施方式的混合动力推进船1航行时的螺旋桨的转速(部分(a)所示的图表和部分(b)所示的图表的纵轴)以及滑动离合器的传递率(部分(c)所示的图表的纵轴)相对于时间(横轴)发生变化的状态的图。此外，部分(a)和部分(b)的图表的纵轴表示螺旋桨P的转速，并且还示出了马达20和主机5的转速，尽管它们在与螺旋桨P连结的含义上根据齿轮比不同而有所区别。即，图3的部分(a)示出了电动发电机20的转速的上升，部分(b)示出了主机5的转速的上升。另外，部分(c)示出了滑动离合器7的传递率的变化。

按以上说明的图2和图3所示的每个区域来说明本实施方式的混合动力推进船1的航行方法。

(1)马达推进区域(螺旋桨转速≤第一转速的情况)

仅利用马达20驱动螺旋桨P。

如图3的部分(c)所示，使滑动离合器7为脱离状态(传递率0)，如图3的部分(b)所示，主机5以怠速转速进行驱动或停止。马达20经由齿轮来与螺旋桨P直连，马达20单独对螺旋桨P进行驱动。如图3的部分(a)所示，此时马达20由斜坡函数A进行控制。在本实施方式中，斜坡函数A为增加率相对大的斜坡函数。在通过操作杆35设定的螺旋桨的目标转速处于该区域的情况下，通过控制马达20的转速，螺旋桨P的转速达到目标转速。

(2)滑动区域(第一转速<螺旋桨转速<第二转速的情况)

利用马达20和主机5驱动螺旋桨P。

如图3的部分(b)所示，以恒定的怠速转速被驱动的主机5被如图3的部分(c)所示那样传递率被控制的滑动离合器7进行控制，使得该主机5的向螺旋桨P传递的动力传递量发生变化。在该区域中，将来自主机5的动力作为基本荷载，当螺旋桨P被施加负荷而主机5变为过负荷状态时，马达20通过转矩控制来进行辅助。在该区域中，在滑动离合器7变为直连(传递率100％)之前，保持主机5怠速转速地进行滑动离合器7的传递率的控制，如图3的部分(a)所示，马达20由斜坡函数B进行转矩控制。在本实施方式中，斜坡函数B为增加率相对小的斜坡函数。在通过操作杆35设定的螺旋桨P的目标转速处于该范围的情况下，进行滑动离合器7的传递率的控制，并根据需要来利用马达20的转矩控制对以怠速转速被驱动的主机5进行辅助，从而达到目标转速。在该情况下，当在螺旋桨P的最初的转速为0(或与之相近的速度)的状态下通过操作杆35设定了目标转速的情况下，适当的是，按照步骤，最开始进行上述“(1)马达推进区域”中记载的转速的控制，在螺旋桨P达到第一转速后进行上述“(2)滑动区域”中记载的转速的控制。另外，也可以是，根据期望来省略上述“(1)马达推进区域”中记载的步骤，从最开始起就进行上述“(2)滑动区域”的控制。

(3)混合动力推进区域(第二转速≤螺旋桨转速的情况)

利用马达20和主机5驱动螺旋桨P。

如图3的部分(c)所示，使滑动离合器7直连(传递率100％)来将主机5的动力传递到螺旋桨P，如图3的部分(a)和(b)所示，主机5和马达20均由斜坡函数A进行控制。在该区域中，主机5与马达20进行同步运转，以主机为基本荷载，对于成为过负荷的部分，由马达20进行辅助。在通过操作杆35设定的螺旋桨P的目标转速处于该范围的情况下，通过调速器36对主机5的转速进行控制，并根据需要通过马达20的转矩控制进行辅助，从而达到目标转速。在该情况下，当在螺旋桨P的最初的转速为0(或与之相近的速度)的状态下通过操作杆35设定了目标转速的情况下，适当的是，按照步骤，最开始进行上述“(1)马达推进区域”中记载的转速的控制，在螺旋桨P达到第一转速后进行上述“(2)滑动区域”中记载的转速的控制，在螺旋桨P达到第二转速后进行上述“(3)混合动力推进区域”的转速的控制。另外，也可以是，根据期望来省略上述“(1)马达推进区域”中记载的步骤，从最开始起就进行“(2)滑动区域”的控制，接下来进行“(3)混合动力推进区域”的控制。

作为一例示出本实施方式的混合动力推进船1的规格。

[规格]

作为一例示出比较例的混合动力推进船1的规格。该比较例的混合动力推进船是具有专利文献1中公开的船舶用推进装置的混合动力推进船，其主机和马达的输出总和、主机额定时的螺旋桨转速、主机怠速转速时的螺旋桨转速与本实施方式的混合动力推进船1相同。

[规格]

根据本实施方式的混合动力推进船1，在马达推进区域之后，驱动源从马达向主机5逐渐转变的滑动区域是从比利用主机5的怠速转速得到的螺旋桨转速146min^-1小的螺旋桨转速120min^-1开始的，当螺旋桨转速达到146min^-1时进入混合动力推进区域。

根据比较例的混合动力推进船，在通过马达推进实现利用主机5的怠速转速得到的螺旋桨转速146min^-1后使离合器嵌合，之后，在更大的螺旋桨转速164min^-1下完成驱动源从马达向主机5的转变，进入混合动力推进区域。

这样，根据本实施方式的混合动力推进船1，将到比利用主机5的怠速转速得到的螺旋桨转速小的转速为止设为马达推进区域，之后通过利用滑动离合器的控制使螺旋桨转速上升至利用主机的怠速转速得到的螺旋桨转速，从而使马达推进区域与混合动力推进区域之间平稳地连续。另外，通过输出为147kW×2的马达、输出为435kW×1的发电机，仅马达驱动时的最大航行速度为8.0节。

与此相对，根据比较例的混合动力推进船，通过输出为294kW×2的马达、输出为875kW×1的发电机，仅马达驱动时的最大航行速度为10.6节。

根据本实施方式的混合动力推进船1，与比较例的混合动力推进船相比，马达、变频器以及发电机的容量变小，因此能够使设备空间、设备费用以及维护管理费大幅减少。

根据以上说明的实施方式可以理解的是，根据本发明的混合动力推进船及其航行方法，将在单独利用马达驱动螺旋桨时所能够达到的螺旋桨转速设定为低于主机以怠速转速驱动螺旋桨时的螺旋桨转速，因此，能够使马达以及对马达供给电力的变频器和发电机等小型化、小容量化。在该情况下，在使离合器脱离的状态下驱动马达时的最大的螺旋桨转速(第一转速)与在使离合器直连的状态下驱动主机时的最小的螺旋桨转速(第二转速)之间产生差距，但是由于使用能够进行传递率的控制的滑动离合器来作为离合器，因此能够在第一步骤中通过马达使螺旋桨转速上升至上限，在第二步骤中使滑动离合器滑动来将主机的输出传递到螺旋桨，在第三步骤中使滑动离合器直连来使螺旋桨转速上升至能够利用主机驱动的转速。这样设置了利用滑动离合器的滑动来传递主机的驱动力的过程，因此尽管使用了小型的马达，也能够使转速流畅地上升。

附图标记说明

1：混合动力推进船；5：主机；7：滑动离合器；17：全向推进器；20：作为马达的电动发电机；22：发电用发动机；23：发电机；35：作为船操纵装置的操作杆；40：作为控制装置的控制器；P：螺旋桨。

Claims (4)

1.一种混合动力推进船的航行方法，所述混合动力推进船具有：主机；马达；滑动离合器，所述主机与所述滑动离合器的输入侧连接；以及螺旋桨，其与所述滑动离合器的输出侧及所述马达连接，其中，通过所述主机和所述马达驱动所述螺旋桨，在所述混合动力推进船的航行方法中，

当将在单独利用所述马达驱动所述螺旋桨时所能够达到的螺旋桨转速称为第一转速、将所述主机以怠速转速驱动所述螺旋桨时的螺旋桨转速称为第二转速的情况下，

使所述第一转速<所述第二转速，

所述混合动力推进船的航行方法包括以下步骤：

第一步骤，在所述滑动离合器脱离的状态下单独利用所述马达驱动所述螺旋桨以使螺旋桨转速成为所述第一转速以下；

第二步骤，使所述滑动离合器滑动来传递所述主机的动力，由此使螺旋桨转速超过所述第一转速而上升至所述第二转速；以及

第三步骤，在所述滑动离合器直连的状态下单独通过所述主机或通过所述主机和所述马达这两方驱动所述螺旋桨以使螺旋桨转速成为所述第二转速以上。

2.根据权利要求1所述的混合动力推进船的航行方法，其特征在于，

在所述第一步骤中，在将所述主机控制为怠速转速的状态或使所述主机停止的状态下，进行所述马达的转速的控制，

在所述第二步骤中，在将所述主机控制为怠速转速的状态下，进行所述滑动离合器的动力传递率的控制以及所述马达的转矩控制，

在所述第三步骤中，进行所述主机的转速的控制以及所述马达的转矩控制。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力推进船的航行方法，其特征在于，

所述混合动力推进船还具备发电用发动机以及被所述发电用发动机驱动从而向船内供给电力的发电机，

用于驱动所述马达的电力为能够从所述发电机供给的电力以下。

4.一种混合动力推进船，具备：主机；马达；滑动离合器；所述主机与所述滑动离合器的输入侧连接；螺旋桨，其与所述滑动离合器的输出侧及所述马达连接；船操纵装置，其用于设定所述螺旋桨的目标转速；以及控制装置，其根据所述船操纵装置的设定来对所述滑动离合器、所述主机及所述马达进行控制，

当将在单独利用所述马达驱动所述螺旋桨时所能够达到的螺旋桨转速称为第一转速、将所述主机以怠速转速驱动所述螺旋桨时的螺旋桨转速称为第二转速的情况下，所述第一转速<所述第二转速，

为了使螺旋桨转速与所述目标转速一致，所述控制装置进行以下控制：

在所述目标转速≤所述第一转速的情况下，使所述滑动离合器脱离，控制所述马达的转速，

在所述第一转速<所述目标转速<所述第二转速的情况下，控制所述马达的转矩并且控制所述滑动离合器的动力传递率，

在所述第二转速≤所述目标转速的情况下，控制所述马达的转矩，并且，使所述滑动离合器直连并进行所述主机的转速的控制。

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